Array|汽车里的毫米波雷达你知多少?

雷达对我们来说并不陌生 , 它在生活的方方面面都会用到 。如今它也出现在了汽车里面 , 随着智能驾驶不断发展 , 传感器已成为打造汽车生态的主要砝码之一 , 无论是激光雷达、毫米波雷达、摄像头等 , 都将成为日后必要的配件 。下面我们就来科普一下毫米波雷达到底是什么?
此文分两部分,首先简单介绍一下什么叫雷达 , 之后再由浅入深的告诉你什么是毫米波 。
Array|汽车里的毫米波雷达你知多少?
文章图片

文章图片

雷达原理
雷达是利用无线电回波以探测目标方向和距离的一种装置 , 用于无线电探向与测距 , 全世界开始熟悉雷达是在1940年的不列颠空战中 , 七百架载有雷达的英国战斗机 , 击败两千架来袭的德国轰炸机 , 改写了历史 。二战后 , 雷达开始有许多和平用途 。
Array|汽车里的毫米波雷达你知多少?
文章图片

文章图片

雷达的工作体制主要分为脉冲方式和连续波方式:
连续波(ContinuousWave:CW)雷达:指发射连续波信号 , 主要用来测量目标的速度 。如需要同时测量目标的距离 , 则需要对发射信号进行调制 , 例如对连续波的正弦波信号进行周期性的频率调制 。而脉冲雷达发射的波形是矩形脉冲 , 按一定的或者交错的重复周期工作 。
现代脉冲雷达技术已经相当成熟 , 但是从原理上来讲同时解决距离和速度测量的模糊问题是不可能的 , 这就需要采用多重复脉冲频率(PRF)的方法来解决距离和速度模糊 , 因而不仅使系统的数据传输率下降 , 而且不利于信噪比(SNR)的提高 。
我们知道雷达使用的是电磁波 , 电磁波这个媒介决定了微波雷达区别于超声、声呐等方式 。电磁波是交变电磁场 , 在自由空间传播 , 这个电磁场交变的频率决定了雷达的基本属性 。平时用的无线电是低于300Mhz的频段 , 主要是AM , FM广播使用 。而微波频段是通信和雷达使用的主要频段 , 这是个很宽的频 , 有300Mhz--300GHz , 毫米波是微波的一个子频段 。
毫米波的频段在哪儿
毫米波这个波段频率很高 , 但是这个频段里很多频率区域的电磁波在空气里传播很容易被水分子、氧气吸收 , 所以可用的就是几个典型的频段 , 24、60、77、120GHz 。当然24GHz很特别 , 他严格来讲不是毫米波 , 因为它的波长在1cm左右 。但是它是最早被利用的 。现在各个国家把24GHz划出来可以民用 , 77GHz划分给了汽车防撞雷达 , 24Ghz也在汽车里用得最早 , 关于车载雷达原理 , 后面还会重点介绍 。
Array|汽车里的毫米波雷达你知多少?
文章图片

文章图片

Array|汽车里的毫米波雷达你知多少?
文章图片

文章图片

同厘米波导引头相比 , 毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点 。与红外、激光、电视等光学导引头相比 , 毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强 , 具有全天候(大雨天除外)全天时的特点 。毫米波雷达可以全天候工作 , 不受天气状况的影响 , 而恶劣的气候环境正是导致交通事故的主要原因之一 。与光波相比 , 它们利用大气窗口(毫米波与亚毫米波在大气中传播时 , 由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率)传播时的衰减小 , 受自然光和热辐射源影响小 。
毫米波在雷达中应用也会受到限制:雨、雾和湿雪等高潮湿环境的衰减 , 以及大功率器件和插损的影响会降低毫米波雷达的探测距离;树丛穿透能力差 , 相比微波 , 对密树丛穿透力低 。


推荐阅读